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1、项目五 螺纹加工,5.1 螺纹概念及对相关知识了解,5.1.1 螺纹的形成 5.1.2 螺纹的种类 5.1.3 螺纹各部名称及相互关系 5.1.4 三角螺纹尺寸计算,5.1.1螺纹的形成,形成螺纹的基线叫螺旋线。在一个圆柱体上饶以直三角形ABC，底边AB与圆柱底部的圆周长度相等，斜边AC便在圆柱表面上形成一条曲线，这条曲线就叫做螺旋线。螺旋线转一周升高的距离，叫做螺旋线的导程即BC的长度，AC、AB边所夹的角（）叫螺旋升角。,下图所示：,车工螺纹的形成是由等角速旋转的圆柱体工件和沿工件轴线等速直线移动的刀具的复合运动而形成的。,5.1.2螺纹的种类,螺纹的种类很多，按照螺纹剖面形状来分，主要有
2、四种：,（1）外径（d）螺纹最大直径，即公称直径 （2）内径（d1）螺纹的最小直径 （3）中经（d2）螺纹的平均直径，在这个直径上牙宽与牙间相等 （4）螺纹工作高度（h）螺纹顶点到根部的垂直距离 （5）螺纹的剖面角（）在螺纹剖面上两侧面所夹的角。 （6）螺距（P）相邻两牙对应两点间的轴向距离,5.1.3螺纹各部名称,螺纹各部名称图,各部位相互关系,（1）螺纹大径（d或D）：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱的直径，称为大径 （2）螺纹小径（d1或D1）：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径，称为小径 （3）螺纹中径（d2或D2）：是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽
3、和凸起宽度相等的地方 （4）螺距（P）：是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离,各部位相互关系,（5）导程（L）：是指在同一条螺旋线上，相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。对于单头螺纹，导程等于螺距；对于多头螺纹，导程等于螺距和螺纹线数（n）的乘积，即L=nP（mm） （6）螺纹升角（）：在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角，称为螺纹升角 （7）牙型角（）：是指在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角,（1）普通螺纹的基本牙形，如图所示：,5.1.4 三角螺纹各部尺寸,5.1.4 螺纹尺寸计算,（2）尺寸计算： a、牙型角=60 b、原始三角形高度，H=0.866P c、牙型
4、高度h=0.5413P d、大径d=D（公称直径） e、中经d2=d0.6495P f、小径d1=d1.0825P,5.2.1螺纹车刀的材料 5.2.2螺纹车刀的几何参数 5.2.3螺纹车刀前角对牙形的影响 5.2.4三角螺纹车刀的刃磨,5.2 螺纹刀的角度及刃磨,5.2.1螺纹车刀的材料,常用的螺纹车刀材料有高速钢和硬质合金 两种： 1、高速钢（又称锋钢或白钢）螺纹刀，牌号W18Cr4V。高速钢螺纹车刀其优点是，刃磨方便，容易磨得锋利，而且韧性较好，刀尖不易崩裂，车出的螺纹表面粗糙度值较低。但高速钢的缺点是耐热性较差，高温下易磨损，刃磨时容易退火。因此只适用于低速车削螺纹或精车螺纹。,2、硬
5、质合金螺纹车刀，硬质合金螺纹刀的硬度高，耐热耐磨性好，但韧性较差，刃磨时容易崩刃，一般在高速车削螺纹时使用。不同材质的硬质合金车刀适应于车不同的材料螺纹，一般车脆性材料（如铸铁）螺纹时用YG6牌号硬质合金螺纹车刀，车塑性材料（如中碳钢）螺纹时用YT15牌号硬质合金螺纹车刀。,5.2.2 螺纹车刀的几何参数,螺纹车刀的刀尖角r应等于牙型角。普通三角螺纹r=60，英制三角螺纹r=55。 螺纹车刀的纵向前角应该等于0，但由于受螺纹升角的影响，如果螺纹车刀纵向前角都为0，则工作前角为负值，这样不利于切削，排屑困难，所以一般取纵向前角为515。又因为螺纹车刀的径向前角对牙型角有较大的影响，所以对于精度要
6、求较高的螺纹纵向前角取小一些，为05。,螺纹车刀后角一般取510，因受螺纹升角的影响两侧面后角应有所不同，车右旋螺纹时左侧的后角应大一些，右侧的后角应小一些，车左旋螺纹时情况相反。但对于大直径或小螺距的三角螺纹，螺旋升角的影响很小，可以忽略不计。,5.2.3螺纹车刀前角对牙形的影响,螺纹车刀如果具有径向前角则切削顺利，但有了径向前角又会影响牙型的准确性。因此对精度要求不高的螺纹可采用带径向前角的车刀，但精度要求较高的螺纹，车刀的径向前角最好为0。为使切削顺利和保证螺纹的加工质量，精车螺纹时也可采用带径向前角的螺纹车刀。,有前角与没前角螺纹车刀对比图,通过上图我们可以看出，如果采用有前角的螺纹车
7、刀，它的刀尖角磨成60，则车出螺纹的牙形角要大于60。,一般在生产中我们可以通过公式计算出 刀尖角的修磨角度： 公式： 若p12时，可采用近似的公式计算： 公式： 例： 车普通螺纹时，车刀磨有p=15的径向前角，求车刀刀尖角修正后的度数。,磨有径向前角的螺纹车刀尽管刀尖角经过修正，但车刀直线刀刃所在的平面延伸出去已不通过螺纹中心，所以螺纹轴向剖面内的牙型两侧边为曲线。,解：,前角越大，牙型直线性越差。牙型的这一误差对于精度要求不高的螺纹是可以忽略的，但对于精密螺纹一般是不允许的。如果精车精度要求高的螺纹时，径向前角可取05。,5.2.4 三角螺纹车刀的刃磨,1三角螺纹车刀的刃磨要求 （1）根据
8、粗精车的要求，刃磨出合理的前角和后角（一般粗车刀前角磨大一些，使刀刃锋利，精车刀前角磨小一些，减小对牙形角的影响）刃磨角度时可参照前面章节磨刀方法进行角度刃磨。 （2）车刀的左右两条刀刃必须平直，且无崩刃、豁口等缺陷。 （3）刀尖角等于牙型角，而且刀尖必须平直，不能歪斜。,2三角螺纹车刀的刃磨及检测方法 车刀刃磨通常是手工刃磨，这种刃磨方法比 较灵活对磨刀设备要求较低，也是车工技能学习 的基础，因此必须掌握手工刃磨的基本技能。 （1）刃磨的一般步骤。以高速钢螺纹刀为例。 磨左侧后面。按左侧后角要求，使刀杆偏斜 30刀头上翘68使侧后面自下而上慢慢接 触砂轮进行刃磨。, 磨右侧后面。按右侧后角要
9、求使刀杆偏斜30刀头上 翘810使侧后面自下而上慢慢接触砂轮进行刃磨。 磨前刀面按前角要求使刀杆水平于砂轮轴线刀杆尾部 向砂轮内侧倾斜一定角度（按粗精车螺纹刀而定）使前 刀面自下而上慢慢接触砂轮进行刃磨。 磨刀尖过度刃，刀尖上翘使过渡刃处形成后角，然后 左右移动或左右摆动进行刃磨，车刀在砂轮上刃磨后还 要用油石加机油将各面磨光，以使车刀增加耐用度和降 低被加工零件的粗糙度。,（2）检测方法 为了保证螺纹刀的刀尖角与牙型角一致，一般 用螺纹车刀样板来检测螺纹车刀刃磨角度是否正确 ，这种检测方法简单方便。 将磨好的螺纹车刀刀尖与样板角度槽贴紧，对准 光源仔细观察两侧缝隙，并根据透光情况修磨刀尖 角
10、，保证刀尖角与样板角度槽贴严密。 对于具有径向前角的螺纹车刀，必须用较厚的螺 纹车刀样板来检测刀尖角，, 检测时样板应和螺纹车刀底面平行后，再用透光 法进行检查，这样测出来的刀尖角近似于牙型角。 检测时要特别注意，不能将螺纹车刀样板与螺纹 车刀切削刃平行，这样测出来的刀尖角不正确。,5.3 螺纹加工,5.3.1 三角外螺纹加工 5.3.2 三角内螺纹加工 5.3.3 梯形螺纹加工 5.3.4 板牙加工螺纹,5.3.1三角外螺纹加工,选择螺纹车刀，主要是选择刀具材料、形状和角度参数。我们根据要加工零件的材料及精度要求选用合适的刀具，高速钢车刀适用于加工塑性材料 般用于低速车削或者精车。硬质合金车
11、刀适用于车削脆性材料（如铸铁）或高速切削塑性材料。在粗车时，螺纹车刀的径向前角取1520；精车时取510。,螺纹车刀必须正确安装才能加工出符合精度要 求的三角螺纹。因此装刀时，刀尖角平分线必须和 工件轴线垂直。如果车刀装歪，则牙型半角就会不 对称。为了减少装刀时出现歪斜，一定要用对刀样 板对刀。装刀时刀尖高度必须对准工件的旋转中心，否则会使车刀角度产生误差。同时为保证刀杆 的刚性，刀头伸出不宜过长，一般刀伸出的长度取 2025mm（约为刀杆厚度的1.52倍）。,（1）三角螺纹车削步骤。 粗车螺纹。正确安装螺纹车刀。启动车床，进行对刀，刀对好后，按下开合螺母，用正车进行第一次走刀，第一次走刀时吃
12、刀深度不宜太深，切出螺纹线。这时用钢尺或螺距规检验螺距，如果螺距符合要求时，可以增加吃刀深度，按第一次走刀方法继续车削，直至车到留有0.2mm精车余量为止。, 精车螺纹。精车螺纹的方法基本上与粗车相同。若换装了精车刀，在车第一刀时，必须先对刀，使刀尖对准工件上已切出的螺纹槽中心，然后再开始车削。车削螺纹的具体操作过程，可参照图的顺序进行。,（2）车削螺纹的几种方法。 直进切削法；车螺纹过程中，车刀在每次往复 行程后，只利用中拖板作横向进刀，但随着螺纹切 削深度的增加进刀量相应减小，在几个行程后，把 螺纹车到所要求的精度和表面粗糙度，这种方法叫 直进车削法。用直进法车削螺纹操作简单，但可以 得到
13、比较正确的螺纹牙形。由于车刀容易磨损，螺 螺纹不易车光，并且容易产生扎刀现象，因此只用 于较小螺距（P1.5mm）三角形螺纹的车削。, 左右切削法；车削螺纹过程中，车刀在每次往复行程后，除了用中拖板作横向进刀外，同时使用小拖板把车刀向左、右作微量进给（俗称借刀），这样重复切削几个行程，直至螺纹牙形全部车好为止。这种方法叫做左右切削法。车削时，车刀向左右的进给量，由小拖板刻度盘控制。, 斜进切削法；在粗车螺纹时，为了操作方便，车刀在每次往复行程后，除中拖板进给外，小拖板还要只向一个方向进给，这种方法叫做斜进切削法。但是在精车时，必须要用左右切削法车削才能使螺纹的两个侧面都可获得较低的表面粗糙度。
14、已达到图纸要求的精度和粗糙度。,在实际工作中可根据工件的性质我们采用不同的切削进刀方式来进行加工。螺距较小时，可用直进法。粗车较大螺距螺纹时，可用斜进法或左右切削法，用左右车削法或斜进法车削螺纹时，注意留精车余量（一般留0.20.3mm）。为保证较小的表面粗糙度值，精车时常采用先车光螺纹的一侧，然后再车削另一侧，最后把车刀移至中间把牙底车光（即清底）的方法。,下面用 图来表示一 下三种切削 法的区别， 以加深我们 的记忆。,车削螺纹的过程中，如中途换刀或者车 刀刃磨后再安装时，不能直接进行螺纹车削 ，必须先进行对刀，对刀的具体步骤如下： （1）将螺纹刀装到刀台上后，摇动大托板和 中托板使刀尖移
15、入其中一个牙中。 （2）松开刀台锁紧手柄轻摇中拖板让刀尖与 牙形角相吻合后，摇动中托板使刀退离牙槽,（3）将刀台锁紧手柄锁紧，然后再摇动中托板复查刀尖有没有变化。直到刀尖与牙形相吻合为止。 （4）退刀合上开合螺母，用中、小托板控制车刀让车刀尖对准牙槽中间，但不要让刀尖接触工件。 （5）开车观察刀尖是否在牙槽中间，然后慢摇中、小托板让刀尖轻接触牙槽观察刀尖两侧与牙槽两侧接触均匀即可，刀对正后开始车削。,在加工螺纹时，吃刀深度是保证螺纹质 量的关键，总的吃刀量多少可用下面的公式 计算： p=0.65P 式中，p总的吃刀深度，mm； P螺纹的螺距，mm。 例： 用C6132型车床车削M24铸铁螺纹，
16、总 的吃刀深度是多少？中托板应转多少格？,解：M24螺纹螺距为P=3mm p=0.65P=0.653=1.95mm C6132车床中托板每格0.025 mm，所以 1.950.025=78格 因此，中托板刻度盘以“0”位开始横 向进刀，应转过78格。,5.3.2 三角内螺纹加工,加工三角内螺纹比加工三角外螺纹难度要大一些，因为内螺纹在加工中不容易观察和测量，在车削中只能靠托板刻度盘上的读数和螺纹塞规来确定尺寸是否达到要求，加工中即使局部出现一些问题处理时也有一定难度，因此在车削时一定要细心，要合理选择刀具及刀具的材料。,内螺纹车刀的选择是根据它的车削方法工件材料及加工形状来选择的。和外螺纹车刀基本一样只是受其尺寸的影响在选择刀具时有所限制。一般内螺纹车刀的刀头径向长度应比孔径尺寸小35mm，否则退刀时要碰伤牙顶，甚至不能车削。为了增强刀杆的刚度，在保证排屑的情况下，刀杆尺寸尽量大一些。,下面的图是三角内螺
